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Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein zumindest im teilautonomen Fahrbetrieb bewegbares Fahrzeug mit einem Lenkrad, einem Lenkradträger und einer Airbagvorrichtung mit einem Luftsackpolster und einem Gasgenerator.
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Aus der
WO 2018/116402 A1 sind eine Airbagvorrichtung und ein Fahrzeug bekannt. Die Airbagvorrichtung umfasst einen Luftsackkörper, der sich vor einem Fahrer entfaltet und eine Steuereinheit, die den Luftsackkörper unter Verwendung eines ersten Entfaltungsverfahrens entfaltet, wenn Entfaltungsbedingungen erfüllt sind, und sich eine Mittelachse eines Lenkrad des Fahrzeuges in einem ersten Zustand befindet. Die Steuereinheit entfaltet den Luftsackkörper unter Verwendung eines zweiten Entfaltungsverfahrens, wenn ein Neigungswinkel der Mittelachse relativ zu dem ersten Zustand einen Schwellwert überschreitet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Lenkvorrichtung für ein zumindest im teilautonomen Fahrbetrieb bewegbares Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Lenkvorrichtung für ein zumindest im teilautonomen Fahrbetrieb bewegbares Fahrzeug umfasst ein Lenkrad, einen Lenkradträger und eine Airbagvorrichtung mit einem Luftsackpolster und einem Gasgenerator. Erfindungsgemäß ist der Lenkradträger in Richtung einer Fahrzeuglängsachse von einer Gebrauchsstellung in eine Verstaustellung und zurück schwenkbar gelagert, wobei der Lenkradträger unterhalb des Lenkrades eine Aussparung aufweist, in welcher die Airbagvorrichtung angeordnet ist und der Gasgenerator zur Beaufschlagung des Luftsackpolsters mit einem Gas derart ausgebildet und in einem Luftsackträgergehäuse positioniert ist, dass der Lenkradträger bei Auslösung des Gasgenerators automatisch in die Verstaustellung schwenkt und in dieser arretierbar ist.
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Mittels einer derart ausgebildeten Lenkvorrichtung kann das Luftsackpolster seine Wirkstellung zur Verringerung eines Verletzungsrisikos für einen Insassen des Fahrzeuges, insbesondere auf einem Fahrersitz, bei einer Kollision des Fahrzeuges unabhängig davon, ob der Lenkradträger mit dem Lenkrad in der Gebrauchsstellung oder in der Verstaustellung positioniert ist, einnehmen. Eine Airbagfunktionalität kann also sowohl in der Gebrauchsstellung als auch in der Verstaustellung weitestgehend sichergestellt werden. Dabei kann ein Schwenkweg des Lenkradträgers beispielsweise 70° betragen.
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Die Airbagvorrichtung ist in der Aussparung des Lenkradträgers derart räumlich angeordnet, dass bei einer Auslösung der Airbagvorrichtung und einem noch in der Gebrauchsstellung positionierten Lenkradträger kein Verletzungsrisiko für den Insassen durch Beaufschlagung des Luftsackpolsters besteht, bevor der Lenkradträger in die Verstaustellung schwenkt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug,
- 2 schematisch eine weitere perspektivische Ansicht der Lenkvorrichtung,
- 3 schematische eine Schnittdarstellung einer Seitenansicht der Lenkvorrichtung und
- 4 schematisch eine perspektivische teiltransparente Ansicht der Lenkvorrichtung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 bis 4 zeigen jeweils eine Ansicht einer Lenkvorrichtung 1 für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, welches sowohl im manuellen als auch zumindest im teilautonomen Fahrbetrieb bewegt werden kann. Dabei zeigen die 1 und 2 jeweils eine perspektivische Ansicht der Lenkvorrichtung 1, wobei in 3 eine Schnittdarstellung einer Seitenansicht und in 4 eine perspektivische teiltransparente Ansicht der Lenkvorrichtung 1 dargestellt ist. Die 1 bis 4 zeigen die Lenkvorrichtung 1 in einer Gebrauchsstellung G, wobei in 4 die Lenkvorrichtung 1 mittels gestrichelter Linie in einer Verstaustellung V gezeigt ist.
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Die Lenkvorrichtung 1 umfasst einen Lenkradträger 2, an dem ein Lenkrad 3 befestigt ist, welches als Griffelemente 4 und eine sogenannte Monokelscheibe 5 aufweist, und eine Schwenkmechanik 6.
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Insbesondere im autonomen Fahrbetrieb wird das Lenkrad 3 nicht benötigt, da ein Assistenzsystem des Fahrzeuges eine Fahraufgabe vollumfänglich ausführt. Um einem Insassen des Fahrzeuges einen größeren Bewegungsfreiraum zur Verfügung zu stellen, ist der Lenkradträger 2 mit dem Lenkrad 3 in Richtung der Fahrzeuglängsachse von der Gebrauchsstellung G in die Verstaustellung V positionierbar. Dabei ist der Lenkradträger 2 mit dem Lenkrad 3 beispielsweise vollständig in eine Instrumententafel des Fahrzeuges versenkbar.
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Bei Fahrzeugen mit einer konventionellen Lenkung ist eine Airbagvorrichtung 7 in einen Lenkradtopf integriert und entfaltet sich in Richtung Kopf und Oberkörper eines Fahrers des Fahrzeuges.
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Das Lenkrad 3 der Lenkvorrichtung 1 umfasst die Griffelemente 4 und die Monokelscheibe 5, welche einen lenkradmittigen Bereich darstellt und transparent ausgebildet ist. Auf die Monokelscheibe 5 ist eine sogenannte AMOLED-Folie für Bedien- und Anzeigezwecke aufgebracht. Beispielsweise können Anzeigen und somit auch Eingaben eines Smartphones des Insassen auf die Monokelscheibe 5 transferiert werden.
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Weist die Lenkradvorrichtung 1 die Verstaustellung V auf, so ist das Lenkrad 3 in Fahrtrichtung, d. h. in Richtung Windschutzscheibe, geschwenkt, und das Lenkrad 3 zeigt im Wesentlichen Richtung Dachhimmel, wohingegen sich ein nicht näher gezeigter Airbag der Airbagvorrichtung 7 zum Oberkörper des Fahrers entfaltet. Weist der Lenkradträger 2 mit dem Lenkrad 3 hingegen die Gebrauchsstellung G auf, so entfaltet sich der Airbag in Richtung der Knie des Insassen, also des Fahrers.
Um einen Verletzungsschutz für einen Insasse auf einem Fahrersitz des Fahrzeuges mittels der Airbagvorrichtung 7 sicherstellen zu können, ist die Lenkvorrichtung 1 mit der Airbagvorrichtung 7 wie folgt ausgebildet.
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Wie oben beschrieben, umfasst die Lenkvorrichtung 1 den Lenkradträger 2, welcher auch als Schwenkarm bezeichnet werden kann und rahmenförmig ausgebildet ist, also eine Aussparung A, d. h. eine Öffnung, aufweist.
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In dieser Aussparung A ist die Airbagvorrichtung 7 angeordnet, die ein Luftsackträgergehäuse 8 umfasst, wobei an einer dem Insassen zugewandten Fläche ein Luftsackpolster 9 angeordnet ist.
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Dem Luftsackpolster 9 gegenüberliegend ist in dem Luftsackträgergehäuse 8 ein in 3 stark vereinfacht dargestellter Gasgenerator 10 angeordnet, welcher insbesondere als zylindrisch gestalteter Stabgenerator ausgebildet ist.
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Das Luftsackträgergehäuse 8 ist kastenförmig ausgebildet und beispielsweise in einem Tiefziehverfahren ausgeformt und hergestellt. Dabei ist das Luftsackträgergehäuse 8 derart konzipiert und der Gasgenerator 10 derart in diesem angeordnet, dass ein aus dem Gasgenerator 10 entströmendes Gas trichterförmig in Richtung Insasse entweicht und das Luftsackträgergehäuse 8 eine Aufnahme für den Gasgenerator 10 bildet, so dass das Gas nicht ungewollt entströmen kann und der Gasgenerator 10 gegenüber Manipulation geschützt ist.
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Ein Anstellwinkel des Lenkradträgers 2 ist derart eingestellt, dass das Luftsackpolster 9 in der Verstaustellung V des Lenkradträgers 2 mit dem Lenkrad 3 direkt auf einen Oberkörper des Insassen auf dem Fahrersitz gerichtet ist.
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In der Gebrauchsstellung G des Lenkradträgers 2 mit dem Lenkrad 3 ist das Luftsackpolster 9 auf die Knie des Insassen gerichtet, so dass bei einer Auslösung des Luftsackpolsters 9 und einem vergleichsweise kurzzeitigen Verbleib des Lenkradträgers 2 noch in der Gebrauchsstellung G ein Verletzungsrisiko für einen Unterleib des Insassen weitestgehend ausgeschlossen werden kann.
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Gemäß dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel der Lenkvorrichtung 1 umfasst diese zudem die Schwenkmechanik 6, die in einem Trägergehäuse 11 angeordnet ist und einen Elektromotor als Antriebseinheit 12 sowie eine elektrische Kupplung 13 aufweist. An dem Lenkradträger 2, insbesondere an dessen sogenannter Gelenkfaust, ist ein Zahnrad 14 befestigt, welches mit einem an einem in 4 gezeigten Federanlenkhebel 15 angeordneten weiteren Zahnrad 16 in Wirkverbindung steht. D. h., dass die beiden Zahnräder 14, 16 ineinander eingreifen.
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Der Lenkradträger 2 ist mittels einer Übertotpunktfederkinematik einer Übertotpunktfeder 17 sowohl in der Gebrauchsstellung G als auch in der Verstaustellung V sichergehalten. Dazu ist die Übertotpunktfeder 17 mit einem Ende an dem Lenkradträger 2 und mit einem gegenüberliegenden Ende mit dem Federanlenkhebel 15 verbunden.
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Wird das Luftsackpolster 9 ausgelöst, zündet der Gasgenerator 10, wobei ein vergleichsweise hoher Rückstoß erzeugt wird. Durch diesen Rückstoß wird der Lenkradträger 2 in Fahrtrichtung, d. h. in Richtung einer Windschutzscheibe, belastet. Befindet sich der Lenkradträger 2 mit dem Lenkrad 3 in der Gebrauchsstellung G wird der Lenkradträger 2 mit dem Zahnrad 14 aufgrund des Rückstoßes bewegt, so dass sich das mit diesem Zahnrad 14 in Wirkverbindung stehende weitere Zahnrad 16 mit dem Federanlenkhebel 15 in entgegengesetzte Richtung dreht und eine Übertotpunktlage der Übertotpunktfeder 17 überwindet. Dabei zieht die Übertotpunktfeder 17 den Federanlenkhebel 15 in seine mit der Verstaustellung V des Lenkradträgers 2 korrespondierende Endlage.
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Mittels eines von der Rückstoßkraft des Gasgenerators 10 induzierten Bewegungsablaufes wird unter Überwindung einer Übertotpunktlage der Übertotpunktfeder 17 der Lenkradträger 2 mit dem Lenkrad 3 und der Airbagvorrichtung 7 von der Gebrauchsstellung G in die Verstaustellung V beschleunigt.
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Das Lenkrad 3 ist in der Verstaustellung V mittels eines nicht näher dargestellten Rastmechanismus mit materialschonendem Anschlagpuffer gehalten.
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Der Airbag zeigt in diesem Augenblick ein gleiches Aufblasverhalten wie ein im Vorhinein in der Verstaustellung V gezündeter Airbag, so dass der Airbag zur Zündung in der Verstaustellung V konzipiert ist.
Befindet sich der Lenkradträger 2 in der Gebrauchsstellung G, so ist dieser mit der Airbagvorrichtung 7 durch Zündung des Gasgenerators 10 vergleichsweise schnell in die Verstaustellung V positionierbar, so dass das sich entfaltende Luftsackpolster 9 im Wesentlichen optimal in Bezug auf den Insassen positioniert.
Ist der Lenkradträger 2 mit dem Lenkrad 3 in der Verstaustellung V positioniert und das Fahrzeug erfährt einen Heckaufprall, verhindert eine sensorgesteuerte Klinkensperre und/oder eine mechanisch wirkende Fliehkraftsperre, die auf den Lenkradträger 2 wirken bzw. wirkt, dass sich der Lenkradträger 2 mit dem Lenkrad 3 und der Airbagvorrichtung 7 in Richtung des Insassen und somit in Richtung der Gebrauchsstellung G bewegt.
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Der Insasse auf dem Fahrersitz hat mittels manuellen Eingriffes in Abhängigkeit eines eingestellten Fahrbetriebes im Wesentlichen jederzeit die Möglichkeit, den Lenkradträger 2 mit dem Lenkrad 3 von der Verstaustellung V in die Gebrauchsstellung G und umgekehrt zu positionieren, wobei es erforderlich ist, die Übertotpunktkinematik zu überwinden.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Lenkvorrichtung 1 die Antriebseinheit 12 und die elektrische Kupplung 13, welche die Positionierung des Lenkradträgers 2 unterstützen, indem diese mittels eines Riemenantriebes auf den Federanlenkhebel 15 wirken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenkvorrichtung
- 2
- Lenkradträger
- 3
- Lenkrad
- 4
- Griffelement
- 5
- Monokelscheibe
- 6
- Schwenkmechanik
- 7
- Airbagvorrichtung
- 8
- Luftsackträgergehäuse
- 9
- Luftsackpolster
- 10
- Gasgenerator
- 11
- Trägergehäuse
- 12
- Antriebseinheit
- 13
- Kupplung
- 14
- Zahnrad
- 15
- Federanlenkhebel
- 16
- weiteres Zahnrad
- 17
- Übertotpunktfeder
- A
- Aussparung
- G
- Gebrauchsstellung
- V
- Verstaustellung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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